Saphir ass en Eenzelkristall aus Aluminiumoxid, gehéiert zum dräideelege Kristallsystem, mat enger hexagonaler Struktur. Seng Kristallstruktur besteet aus dräi Sauerstoffatome an zwee Aluminiumatome mat kovalenter Bindung, déi ganz enk ubruecht sinn, mat enger staarker Bindungskette an engem Gitter, während säin Kristallbannen bal keng Ongereinheeten oder Defekter huet, sou datt en eng exzellent elektresch Isolatioun, Transparenz, gutt Wärmeleitfäegkeet an héich Steifheetseigenschaften huet. Et gëtt wäit verbreet als optesch Fënster- a performant Substratmaterial. Wéi och ëmmer, d'molekular Struktur vum Saphir ass komplex an et gëtt Anisotropie, an den Impakt op déi entspriechend physikalesch Eegeschafte variéiert och ganz vill fir d'Veraarbechtung an d'Benotzung a verschiddene Kristallrichtungen, sou datt d'Benotzung och anescht ass. Am Allgemengen sinn Saphirsubstrater an de C-, R-, A- an M-Flächrichtungen verfügbar.
D'Applikatioun vunC-Plan Saphir Wafer
Galliumnitrid (GaN) als Hallefleeder vun der drëtter Generatioun mat breeder Bandlück huet eng breet direkt Bandlück, eng staark Atombindung, eng héich Wärmeleitfäegkeet, eng gutt chemesch Stabilitéit (bal net vun iergendenger Säure korrodéiert) a staark Anti-Bestrahlungskapazitéit. Et huet grouss Perspektiven an der Uwendung vun Optoelektronik, Héichtemperatur- an Energieversuergungsapparater a Mikrowellenapparater mat héijer Frequenz. Wéinst dem héije Schmelzpunkt vu GaN ass et awer schwéier, grouss Eenkristallmaterialien ze kréien, dofir ass déi üblech Method d'Heteroepitaxie-Wuesstum op anere Substrater duerchzeféieren, wat méi héich Ufuerderungen un d'Substratmaterialien huet.
Am Verglach mat derSaphir-Substratmat anere Kristallflächen ass d'Gitterkonstant-Mismatchrate tëscht dem Saphirwafer an der C-Plang (<0001> Orientéierung) an de Filmer, déi an de Gruppen Ⅲ-Ⅴ an Ⅱ-Ⅵ ofgesat sinn (wéi GaN), relativ kleng, an d'Gitterkonstant-Mismatchrate tëscht deenen zwee an demAlN Filmerdéi als Pufferschicht benotzt ka ginn, ass nach méi kleng, an et erfëllt d'Ufuerderunge vun der héijer Temperaturbeständegkeet am GaN-Kristallisatiounsprozess. Dofir ass et e gemeinsamt Substratmaterial fir GaN-Wuesstum, dat benotzt ka ginn fir wäiss/blo/gréng LEDs, Laserdioden, Infraroutdetektoren a sou weider ze maachen.
Et ass derwäert ze erwähnen, datt de GaN-Film, deen um C-Plang Saphirsubstrat gewuess ass, laanscht seng Polarachs wiisst, dat heescht d'Richtung vun der C-Achs, wat net nëmmen e reife Wuesstumsprozess an en Epitaxieprozess, relativ niddreg Käschten, stabil physikalesch a chemesch Eegeschaften, mä och eng besser Veraarbechtungsleistung huet. D'Atomer vum C-orientéierte Saphirwafer sinn an enger O-al-al-o-al-O-Anordnung gebonnen, während déi M-orientéiert an A-orientéiert Saphirkristaller an al-O-al-O gebonnen sinn. Well Al-Al eng méi niddreg Bindungsenergie an eng méi schwaach Bindung huet wéi Al-O, am Verglach mat den M-orientéierten an A-orientéierte Saphirkristaller, ass d'Veraarbechtung vum C-Saphir haaptsächlech dorop ausgeriicht, den Al-Al-Schlëssel opzemaachen, deen méi einfach ze veraarbechten ass, a kann eng méi héich Uewerflächenqualitéit kréien, an dann eng besser Galliumnitrid-Epitaxialqualitéit kréien, wat d'Qualitéit vun ultra-héijer Hellegkeet wäiss/blo LED verbessere kann. Op der anerer Säit hunn d'Filmer, déi laanscht d'C-Achs gewuess sinn, spontan a piezoelektresch Polarisatiounseffekter, wat zu engem staarken internen elektresche Feld an de Filmer féiert (aktiv Schicht-Quantequellen), wat d'Liichteffizienz vu GaN-Filmer staark reduzéiert.
A-Plan Saphir WaferApplikatioun
Wéinst senger exzellenter Ëmfangsperformance, besonnesch der exzellenter Transmittanz, kann de Saphir-Eenzelkristall den Infrarout-Penetratiounseffekt verbesseren an zu engem idealen Mëttelinfrarout-Fënstermaterial ginn, dat wäit verbreet a militärescher photoelektrescher Ausrüstung benotzt gëtt. Wou A-Saphir eng Polarfläch (C-Fläch) an der normaler Richtung vun der Fläch ass, ass et eng netpolar Uewerfläch. Am Allgemengen ass d'Qualitéit vum A-orientéierte Saphirkristall besser wéi déi vum C-orientéierte Kristall, mat manner Dislokatioun, manner Mosaikstruktur a méi kompletter Kristallstruktur, sou datt en eng besser Liichttransmissiounsleistung huet. Gläichzäiteg, wéinst der Al-O-Al-O Atombindungsmodus op der Fläch a, sinn d'Häert an d'Verschleißbeständegkeet vum A-orientéierte Saphir däitlech méi héich wéi déi vum C-orientéierte Saphir. Dofir ginn A-richtungschips meeschtens als Fënstermaterialien benotzt; Zousätzlech huet A-Saphir och eng eenheetlech Dielektrizitéitskonstant an héich Isolatiounseigenschaften, sou datt et an der Hybrid-Mikroelektroniktechnologie ugewannt ka ginn, awer och fir d'Entwécklung vu super Leeder, wéi zum Beispill d'Benotzung vun TlBaCaCuO₄ (TbBaCaCuO₄), Tl-2212, d'Entwécklung vun heterogenen epitaktischen supraleitenden Filmer op Ceriumoxid (CeO₂)-Saphir-Kompositsubstrat. Wéinst der héijer Bindungsenergie vun Al-O ass et awer och méi schwéier ze veraarbechten.
Uwendung vunR/M Plane Saphir Wafer
D'R-Fläch ass déi netpolar Uewerfläch vun engem Saphir, sou datt d'Ännerung vun der R-Fläch Positioun an engem Saphir-Apparat him ënnerschiddlech mechanesch, thermesch, elektresch an optesch Eegeschafte gëtt. Am Allgemengen ass e Saphir-Substrat mat R-Uewerflächen fir d'hetereroepitaxial Oflagerung vu Silizium bevorzugt, haaptsächlech fir Hallefleeder-, Mikrowellen- a Mikroelektronik-Integratiounsschaltungsapplikatiounen, bei der Produktioun vu Bläi, aner supraleitend Komponenten, Héichwiderstandswidderstänn, Galliumarsenid kann och fir de Wuesstum vum R-Typ Substrat benotzt ginn. Am Moment, mat der Popularitéit vu Smartphones an Tabletcomputer, huet den R-Säite-Saphir-Substrat déi existent Compound SAW-Apparater ersat, déi fir Smartphones an Tabletcomputer benotzt ginn, a bitt e Substrat fir Apparater, déi d'Leeschtung verbesseren kënnen.
Wann et eng Verletzung gëtt, kontaktéiert w.e.g. Läschen
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 16. Juli 2024